成果详情 随着我国对生态环境的保护力度逐步加大,监管更加严格,全国各地对污水处理问题也越发的重视。但是我国目前的水污染问题仍然十分突出,由氮、磷污染引起水体富营养化是我国城市水体面临的最大问题之一。如何实现污水中氮的深度去除是污水处理中面临的巨大挑战。目前污水处理深度脱氮工艺中,最常用的是以有机碳源作为电子供体的异养反硝化工艺。大量有机碳源的投加导致运行成本显著上升。目前大多数实际污水厂总氮去除率仅在40-45%左右。随着污水处理厂出水标准中对于出水总氮浓度标准的提高。高昂的运行成本、较低的去除效果已经成为现行污水处理深度脱氮工艺面临的最大难题之一。亟须研发一种新的技术突破现有技术的瓶颈,实现低成本高效率的污水深度处理。 单质硫(S0)由于其廉价易得、无毒无害的特点常被应用于污水处理领域,单质硫自养反硝化工艺(SADN)具有污泥产率低、运行成本低的优势。但S0的溶解度低导致它的生物可利用性差,因而限制了SADN的速率而阻碍工艺的推广应用。本技术研究创新发现,揭示了SADN中加入少量有机碳除促进SADN反应速率的机理,并丰富了有机物投加条件下的多种不同硫形态电子供体或有机物电子供体的反硝化路径。此外,进一步研究发现通过在SADN体系自发形成多硫化物(Sn2-),其生物可利用性远高于S0。Sn2-一旦产生,可迅速被硫氧化反硝化菌利用,实现污水中硝氮的快速还原。这一通过多硫化物介导并加速硫自养反硝化的技术,称为PiSADN反应过程(Polysulfide-involved SADN),是国内外首次提出的污水高效低成本深度脱氮解决方案。目前本技术已经申请了1个国家发明专利,已发表2篇SCI学术论文,其中一篇发表在环境领域顶级期刊Water Research上。
应用状态:
本技术是为解决污水的深度脱氮难题而提出,应用场景广泛,适用于多种污水的深度脱氮。如城市污水的二级处理、工业废水的深度脱氮、农业废水的总氮去除等。理论上来说,只要单质硫足够,微生物生长量多,运行管理水平好,本技术可以实现低总氮到高总氮的不同类型污水的高效率、低成本深度脱氮。目前已完成技术的小试及中试研究,在小试研究中实现了高达95%以上的硝氮去除率,出水硝酸盐浓度低于1.8 mg N/L,脱氮速率高达1.46 kg/m3-d;在中试研究中实现了高达1 kg/m3-d的脱氮速率,充分验证了该技术的高效性,已经具备开展大试研究的条件。
前景分析:
本技术可直接嵌入常规污水处理流程的好氧池之后,即污水经过污水处理厂的常规生化处理工艺后,可直接进入多硫化物介导的硫自养反硝化工艺进行深度脱氮后再进行沉淀、消毒、排出。本技术与现有污水处理设施、设备适应性高,障碍小,应用前景广阔。相比城市污水脱氮常规异养反硝化工艺所需的高昂的有机碳源成本(约为0.238元/m³),PiSADN工艺所需的S0成本仅约为0.024元/m³,每立方米污水能节约电子供体成本0.214元,一个日处理能力为10万立方米的中型污水处理厂每天可节省药剂运行成本约2.14万元。综上,本技术具有广阔的应用前景和经济效益,可为城市污水总氮达标难、达标贵难题提供一种高效、低成本的解决方案。
知识产权情况 暂无
应用效果及市场前景 暂无
技术优势 暂无